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基于三相模型的Al-4Cu合金半连铸圆锭的宏观偏析数值模拟

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稀有金属材料与工程 2018年第10期47卷 3030-3037页

作者：罗海军介万奇郑永健吴孟怀高志明西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 University of Leoben A一8700 LeobenAustria

采用基于Eulerian-Eulerian方法的等轴晶、柱状晶以及熔体三相完全混合的凝固模型计算了半连铸Al-4Cu铝合金圆锭的宏观偏析。在热溶质对流的基础上,模型考虑了等轴晶的移动,柱状晶对浮游等轴晶的捕获,以及等轴晶和柱状晶的相互竞争生长... 详细信息

采用基于Eulerian-Eulerian方法的等轴晶、柱状晶以及熔体三相完全混合的凝固模型计算了半连铸Al-4Cu铝合金圆锭的宏观偏析。在热溶质对流的基础上,模型考虑了等轴晶的移动,柱状晶对浮游等轴晶的捕获,以及等轴晶和柱状晶的相互竞争生长行为。模拟结果表明,铸锭出现了明显的底部锥形负偏析区(CET转变区域),铸锭中心正偏析带,毗邻中心的负偏析区,以及铸锭1/2半径处正偏析带,总的偏析形态呈现W型,与铸锭实际情况基本一致。此外,铸造速度相较于浇注温度对铸锭宏观偏析的影响更大。

关键词：三相模型宏观偏析数值模拟圆锭半连铸

CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机制

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稀有金属材料与工程 2005年第4期34卷 627-631页

作者：张勤崔建忠东北大学材料电磁过程教育部重点实验室辽宁沈阳110006

实验研究了CREM法半连铸7075铝合金过程中,低频交变电磁场对凝固前沿形态、微观组织结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔以及温度场和流动场的影响规律。并据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了... 详细信息

实验研究了CREM法半连铸7075铝合金过程中,低频交变电磁场对凝固前沿形态、微观组织结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔以及温度场和流动场的影响规律。并据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明。

关键词：低频电磁铸造电磁场铝合金半连铸宏观偏析

铸造参数对2024铝合金半连铸过程中宏观偏析影响的数值模拟（英文）

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稀有金属材料与工程 2019年第9期48卷 2759-2767页

作者：罗海军介万奇高志明郑永健西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072 University of Leoben Leoben A-8700Austria

采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过9个算例计算铸造参数(铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷... 详细信息

采用考虑了浮游晶运动的拓展连续模型计算大尺寸2024铝合金半连铸铸锭的宏观偏析。模型中宏观的传质、传热、动量传输方程与Scheil-Gulliver微观凝固模型相互耦合。通过9个算例计算铸造参数(铸锭尺寸、铸造速度、浇注温度以及二冷区冷却强度)对宏观偏析的影响,并讨论了铸造参数对形成宏观偏析传输机制的影响。结果表明,铸造参数直接影响熔池的形状和尺寸进而影响最终偏析形态。其中,铸锭尺寸和铸造速度是最主要的影响因素。更大的铸锭尺寸通常意味着更慢的冷却速度,以及更深和更宽的熔池,从而导致铸锭中心更严重的宏观偏析。增加铸造速度则将显著地增加熔池的深度,因而更大的铸造速度将导致更严重的宏观偏析。而熔池的深度随浇注温度的增加仅轻微增加,故浇注温度对宏观偏析的影响不如前二者敏感。

关键词：铸造参数半连铸宏观偏析数值模拟 2024铝合金

7075铝合金CREM法半连铸坯中溶质元素的宏观分布

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金属学报 2003年第12期39卷 1264-1268页

作者：张勤崔建忠东北大学材料电磁过程教育部重点实验室沈阳110004

实验研究了CREM法(casting-refining-electromagnetic)中低频交变电磁场对半连铸7075铝合金凝固前沿形态、微观结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔的影响规律.据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进... 详细信息

实验研究了CREM法(casting-refining-electromagnetic)中低频交变电磁场对半连铸7075铝合金凝固前沿形态、微观结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔的影响规律.据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明.

关键词：铝合金低频电磁铸造半连铸宏观偏析

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铝合金超声波半连铸多场耦合的模拟与实验

华南理工大学学报（自然科学版） 2014年第4期42卷 85-90页

作者：蒋日鹏李晓谦鞠增业张敏中南大学机电工程学院∥高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

针对铝合金超声波半连铸过程,建立了声场、流场和温度场耦合的数学模型.利用Fluent模拟得到了声场、流场和温度场分布.仿真结果显示,超声波的导入对宏观流场与温度场分布具有重要影响,在超声输出振幅一定的条件下,选择频率为20kHz的超... 详细信息

针对铝合金超声波半连铸过程,建立了声场、流场和温度场耦合的数学模型.利用Fluent模拟得到了声场、流场和温度场分布.仿真结果显示,超声波的导入对宏观流场与温度场分布具有重要影响,在超声输出振幅一定的条件下,选择频率为20kHz的超声波处理铝熔体能够获得较为理想的流场与温度场,从而有效促进熔体的传热、传质与柱状晶向等轴晶的转变.通过测量实验铸锭的晶粒尺寸,发现经超声处理的铸锭凝固组织显著细化,长度与宽度方向的平均晶粒尺寸分别较未经超声处理的减小了133μm与32μm.文中还结合数值模拟结果分析了超声波对铝合金大铸锭的细晶机理.

关键词：铝合金半连铸超声波多场耦合数值模拟

电磁振荡对铝合金半连铸坯微观组织及溶质元素晶内含量的影响

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金属学报 2003年第10期39卷 1115-1120页

作者：张勤崔建忠路贵民班春燕东北大学材料电磁过程教育部重点实验室沈阳110004

研究了电磁振荡作用下7075铝合金半连铸坯微观组织及溶质元素的晶内分布,对其细化、非枝晶组织形成及溶质元素晶内含量的影响机制进行了探讨.认为在电磁振荡作用下,熔体中结晶核心增加,游离晶粒的枝晶生长方式得到抑制是形成均匀细小的... 详细信息

研究了电磁振荡作用下7075铝合金半连铸坯微观组织及溶质元素的晶内分布,对其细化、非枝晶组织形成及溶质元素晶内含量的影响机制进行了探讨.认为在电磁振荡作用下,熔体中结晶核心增加,游离晶粒的枝晶生长方式得到抑制是形成均匀细小的近球形和蔷薇形非枝晶组织的原因.并从电磁场改变7075铝合金凝固过程中的溶质分配系数、结晶间隔、液穴内部温度场、流动场以及微观组织形貌等方面出发,分析了电磁振荡对溶质元素晶内含量的影响.

关键词：电磁振荡半连铸铝合金非枝晶固溶

CREM法半连铸Al合金过程中电磁场对溶质元素固溶的影响机理

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物理学报 2003年第10期52卷 2642-2648页

作者：张勤班春燕崔建忠巴启先路贵民张北江材料电磁过程教育部重点实验室东北大学沈阳110006

实验研究了低频交变电磁场作用下 ,70 75合金半连铸坯微观组织形貌及各溶质元素的固溶情况 ;并就电磁场对液固相线位置和结晶间隔的改变进行了测定 ;此外还数值模拟了电磁场对半连铸过程中液穴内部温度场和流动场的影响 .从电磁场对 70... 详细信息

实验研究了低频交变电磁场作用下 ,70 75合金半连铸坯微观组织形貌及各溶质元素的固溶情况 ;并就电磁场对液固相线位置和结晶间隔的改变进行了测定 ;此外还数值模拟了电磁场对半连铸过程中液穴内部温度场和流动场的影响 .从电磁场对 70 75合金凝固过程中的溶质分配系数 ,结晶间隔 ,液穴内部温度场、流动场以及微观组织形貌的影响出发 ,尝试性地对电磁场的强制固溶机理进行探讨性的解释和说明 .

关键词： CREM法半连铸 Al合金铝合金电磁场溶质元素固溶微观组织

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铝合金超声半连铸结晶器流场分析和试验研究

特种铸造及有色合金 2010年第2期30卷 157-160页

作者：李晓谦赵世琏谢恩华陈铭李开晔中南大学机电工程学院

利用CFD商用软件FLUENT建立了7050铝合金超声半连铸圆坯结晶器的有限体积模型,运用动网格模型对超声作用下的结晶器流场进行分析,重点研究了超声声流现象对结晶器流场的影响。结果表明,在由于粘滞衰减产生声压梯度而形成的超声辐射力的... 详细信息

利用CFD商用软件FLUENT建立了7050铝合金超声半连铸圆坯结晶器的有限体积模型,运用动网格模型对超声作用下的结晶器流场进行分析,重点研究了超声声流现象对结晶器流场的影响。结果表明,在由于粘滞衰减产生声压梯度而形成的超声辐射力的作用下,熔体形成大规模的Eckart声流现象。由于声流速度幅值相比结晶器流场速度幅值和规模很小,因此其对结晶器流场无明显影响。在超声半连铸试验中,浇口流场所形成的涡流把超声工具杆端面下空化作用形成的等轴晶和有效形核质点转移到液穴的其他区域,并且把液穴内远离空化区的熔体带入工具杆空化区域形成新的形核质点,如此往复,在整个铸锭截面内都形成了等轴晶组织。声流场对于超声细晶区域的扩大作用很小,因此可以忽略不计。

关键词：半连铸结晶器超声波流场辐射力声流细晶区域

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电磁铸造大板坯半连铸过程温度场的数值模拟

金属学报 1999年第8期35卷 861-864页

作者：郑贤淑王一成金俊泽大连理工大学铸造工程研究中心大连116024

Al的电磁铸造为半连续铸造过程，它的数学模型是空间非稳态非齐次热传输方程,提出并证明了以t时刻板坯占有的空间作为计算域，采用三维非稳态热传导方程，计算下一时刻（t＋△t）的温度场，并将温度场的位置随拉坯速度v的方向移动v△t... 详细信息

Al的电磁铸造为半连续铸造过程，它的数学模型是空间非稳态非齐次热传输方程,提出并证明了以t时刻板坯占有的空间作为计算域，采用三维非稳态热传导方程，计算下一时刻（t＋△t）的温度场，并将温度场的位置随拉坯速度v的方向移动v△t，然后．将顶部空缺的v△t空间由浇注的金属熔液充满，此时的温度场即t＋△t时刻板坯行进位置的温度场.由于三维非稳态热传导方程具有稳定收敛的计算格式，所编制的软件可通用于三维非稳态热传输过程.模拟了1860mm×510mmAl合金大板坯，与文献已有的实测结果相比较，基本吻合.模拟结果表明，在板坯表面液柱高度相同的情况下．拉坯速度越大。

关键词：半连铸温度场数值模拟电磁铸造大板坯铝